喬燕琴等12名被告人故意傷害孫志剛致死案，在莊嚴肅穆的廣州中院四樓第二審判庭裡進行。這是一個能容納100餘人的審判庭，當天到庭的除法官、公訴人、被告人外，還有一支18人的龐大辯護人隊伍擠坐在公訴人的對面。能容納102人的旁聽席在開庭時已座無虛席。孫志剛的父親孫六松在他另一名兒子孫志國的攙扶下，坐在左側旁聽席的後方。
庭審在廣州市檢察院檢察官陳曉明宣讀起訴書中開始。喬燕琴等12名被告人分別來自山西、湖南、湖北、四川、江蘇、河南、貴州等全國多個不同省份，年齡在17歲至31歲不等，其中原廣州收容人員救治站護工、被告人胡金艷(20歲，河南人)為女性。8名直接毆打孫志剛的被告人中，年齡最大的鐘遼國與年齡最小的李文星曾在此案前分別因盜竊罪、搶奪罪判過刑。
檢察機關認為，上述12名被告人均構成故意傷害罪，其中喬燕琴(救治站護工)、李海嬰、鐘遼國、周利偉、張明君、呂二鵬(救治站護工)6人為主犯，李龍生、李文星、韋延良、何家紅、喬志軍(救治站護工)、胡金艷(救治站護工)為從犯。
起訴書宣讀完畢後，本案審判長鄭允展開始逐一對被告人進行法庭調查。
第一個接受公訴人訊問的是被告喬燕琴。喬燕琴今年只有21歲，是山西省離石市人。一些關鍵的問題他總是說「我不清楚」「我不記得了」。他稱孫志剛被打他並不知道，當時他在一樓護理室吃玉米，吃完後就下班回家了。但之後對其他11名被告人進行的法庭調查顯示，大多數被告均指喬燕琴說謊，他才是毆打孫志剛的主謀。
本案第二號被告人李海嬰對毆打孫志剛的行為供認不諱，但卻否認他是主要的指揮者。他向法庭交代說，喬燕琴是向全房的人下達打孫志剛的「命令」的，大家在毆打孫志剛時也是同時開始的。但之後，同房其他被告人在接受法庭調查時的供述顯示，李海嬰是206室的「老大」，他在當時的過程中第一個衝上去對孫志剛進行毆打，並且有指揮打人，安排望風等情節。
由於在法庭調查中，李海嬰仔細描述了毆打孫志剛的具體過程，孫志剛的父親孫六松捶著胸口，痛哭失聲，難以繼續聽下去，在兒子孫志國的攙扶下離開法庭。5日上午共完成對5名主犯的法庭調查。
下午1時30分，法院繼續開庭。被告人呂二鵬、喬志軍在法庭上的供述與在公安機關、檢察機關的供述差別較大，而且，這一供述致使其講述的事件經過產生了諸多自相矛盾的地方。公訴人當庭要求法庭將其認罪態度作為最終量刑的重要參考。
8名直接毆打孫志剛的被告人在法庭上均表示，進入救治站後，他們都有過被護工及先進入救治站的同房病人毆打的經歷。
法庭調查結束後，進入質證及法庭辯論階段。公訴人當庭出示了大量的物證、書證、證人證言，被告人均無異議。針對律師對屍檢報告中一些存疑的問題，公訴人當庭作出瞭解釋。公訴人專門指出，法醫鑑定孫志剛的死因為背部遭受鈍性暴力反覆擊打，造成背部大面積軟組織損傷致創傷性休剋死亡。
控辯雙方還對被告人周利偉、張明君向公安機關提供犯罪線索是否屬於立功表現，呂二鵬是否屬主動投案等問題進行了辯論。至被告人最後陳述完畢，法官宣布休庭時，已是5日夜晚近8時。
6日下午3時，孫志剛案再次開庭。法官專門針對周利偉、張明君、呂二鵬3被告的立功、自首等爭議問題進行了新一輪的法庭調查和辯論，並由檢察機關出具了一些新的證據。一小時後，審判長鄭允展宣布休庭，本案將擇日宣判。
9日下午3時整，孫志剛案正式宣判。12名被告人與審判長鄭允展同時起立，鄭允展當庭宣讀判決書。旁聽席上小聲議論的聲音立刻停了下來，法庭一片寂靜……
法庭宣判後，本案的12名被告大多數表示不服判決，要求上訴，少數表示與律師商量後再定。
庭審結束後，孫志剛的父親孫六松在庭外對新華社記者說：「志剛已經死了，希望我們國家再也不要出新的孫志剛了，希望我兒子這麼一個血的慘案能推動法制建設，改變收容遣送現狀，讓更多有孩子出門在外打工的父母能夠在家安心。」
